泊车过程中车辆转向状态的分段位姿估计方法

针对泊车过程中转向系统非线性因素影响车辆位姿估计准确度的问题,提出了一种基于车辆转向状态的分段位姿估计方法,提高自动泊车过程中的车辆位姿估计精度。首先,通过试验对车辆运动学航迹推算法定位的误差来源进行分析,确定了转向过程的非线性因素对泊车过程中车辆位姿计算准确度的影响;其次,设计了基于车辆转向状态的分段位姿估计模型,使用LSTM对转向状态进行实时分类,分别训练混合模型进行位姿估计,并对分类结果与位姿估计结果进行后验修正;再次,构建泊车工况车辆横纵向位移数据集,基于数据集对所建模型进行训练和离线测试;最后,利用Python搭建在线测试平台,对模型进行位姿估计测试,并开展对比试验。试验结果表明:该方法能够将泊车过程中的车辆欧式距离误差控制在10 cm以内,航向角误差控制在1°以内。基于车辆转向状态的分段位姿估计方法研究,可以有效提高泊车过程中的车辆位姿估计精度,并具有较高的实时性和较好的鲁棒性。

基于模式切换的互联空气悬架性能研究

为进一步提高互联空气悬架性能,设计了一种互联模式切换策略,该策略首先建立互联空气悬架整车动力学模型;然后基于平顺性和操稳性性能指标函数设计综合评价指标,利用不同连通模式下综合指标的变化规律,设计互联模式切换控制策略;最后进行数值仿真,仿真结果表明,该控制策略可明显地改善互联空气悬架性能,提高乘车舒适性。

基于Simscape的APA-EPS系统建模及人机共驾转向控制策略研究

人机共驾是智能车辆实现高度自动驾驶之前的过渡阶段,由于驾驶员与驾驶辅助系统同时在环,存在驾驶权分配的问题,智能车辆的转向系统必须实时敏捷地执行驾驶员和驾驶辅助系统的转向控制指令。本文针对搭载于某智能MPV的平行轴式电动助力转向系统(APA-EPS)研究人机共驾转向控制策略。首先对APA-EPS系统进行Simscape建模,并通过台架试验验证了模型的准确度。随后基于模糊PID控制算法和模糊滑模控制算法分别设计了人驾和机驾模式下的控制策略。在驾驶员主导驾驶车辆时,根据距离影响度函数和角度影响度函数确定转向控制权重;在驾驶辅助系统主导驾驶车辆时,采用滑动时间窗口监测驾驶员的接管请求。仿真试验结果表明,人驾和机驾的控制策略均具有较好的转角跟随效果,人机共驾时转向控制权能够及时进行切换,且APA-EPS的转向盘转角响应迅速。

基于模糊规则的智能汽车弯曲坡道避撞控制研究

针对智能汽车自动代客泊车驶入地下停车场过程中易在弯曲坡道内与其他行驶车辆发生碰撞的问题,文中提出了一种基于模糊规则的弯曲坡道避撞控制方法。首先,对地下停车场弯曲坡道内潜在碰撞场景及安全车距进行了分析;然后,进行了模糊避撞控制器的设计,并基于环境感知系统的输出进行了避撞控制模糊规则库的建立;最后,利用CarMaker与Simulink搭建了联合仿真平台,对文中设计的模糊避撞控制器进行了验证。结果表明:文中研究的基于模糊规则的避撞控制方法在地下停车场弯曲坡道上能够收到良好的避撞效果。

汽车底盘电子控制系统半实物仿真实验平台建设

为满足汽车理论、汽车测试技术、汽车底盘电子控制等课程的实验教学需求,搭建了汽车底盘电子控制系统半实物仿真实验平台。平台基于实车零部件布置搭建,通过电路连接底盘各零部件、控制器及传感器,人机交互系统应用外部信号采集与控制系统及上位机软件组建,道路环境信息通过路况控制模拟系统设置,利用LabVIEW软件建立整车信号采集与数据处理模型并设计了各个数据接口。利用此平台,学生可在自主交互的仿真环境中开展仿真实验,并根据实际操作实时反馈车辆在各种路面条件下加速、制动、巡航时的车辆运动状态。结果表明,该平台在实验教学中的应用加深了学生对汽车底盘电子控制理论知识的理解,达到理论知识与实践操作相融合的教学效果。

智能车辆自动泊车路径跟踪的非光滑控制策略

针对车辆的非线性非完整约束特性导致的自动泊车路径跟踪实时控制精度不高,致使库内调整次数增加或车辆最终停放位姿不理想等问题,提出一种基于非光滑控制的自动泊车路径跟踪控制策略.通过对车辆动力学跟踪误差模型的降阶转换,推导了2阶、3阶子系统的级联系统有限时间跟踪控制方程.基于此降阶控制方程,以车辆动力学模型中的方向盘转角和车速作为输入,设计具有全局渐近稳定特性的路径跟踪控制器,并进行了仿真分析.结果表明:与传统方法相比基于非光滑控制的路径跟踪控制方法达到了有限时间内全局精确跟踪参考泊车路径的目的,具有强抗扰动性和快速收敛性.

基于传感器信息融合的车辆位姿估算方法

针对自动泊车过程中基于单一定位方法导致的车辆位姿估算精度较低等问题,提出了一种融合轮速传感器信息与视觉传感器信息对车辆位姿进行估算的方法.首先研究了利用轮速传感器信息对车辆进行位姿估算的航迹推算法,分析了误差产生的原因;然后提出了基于扩展卡尔曼滤波算法对轮速传感器与视觉传感器进行信息融合的车辆定位方法,减小系统误差,实现自动泊车过程中的车辆位姿估算;最后利用Simulink仿真对模型和位姿估算算法进行验证,并将航迹推算法与传感器信息融合方法进行比较.结果表明:本研究提出的车辆位姿估算方法能够有效降低系统定位误差,提高泊车过程中车辆位姿的估算精度.

语音泊车时滞影响及轨迹动态调整策略研究

针对语音辅助半自动泊车系统中的时滞导致泊车轨迹误差较大的问题,建立辅助泊车运动学模型,提出水平侧方车位泊车轨迹的规划方法和控制策略.采用3次多项式拟合推导出以车辆与目标车位横向间距D为变量的泊车轨迹分段逼近函数,仿真分析了语音辅助半自动泊车系统中时滞对实际泊车轨迹的影响.分别以泊车轨迹每段弧长为自变量,以泊车横、纵向偏差为评价指标,推导了各段轨迹弧长偏差与最终泊车位置偏差的关系,通过仿真对泊车路径偏差进行了容差分析,提出了基于查表法的泊车动态调整控制策略,并通过软件编程实现.最后通过4名驾驶员分组试验,验证了泊车动态调整策略的有效性.

基于CarSim与Matlab的泊车路径跟踪控制模型设计

文章针对现有自动泊车系统路径跟踪效果差的问题,首先基于车辆运动学模型和实车参数在CarSim中搭建试验模型车,并设置相应的输入变量与输出变量,然后联合Matlab设计路径跟踪控制模型,最后进行了联合仿真实验,实验结果证明了文章所设计跟踪控制模型的有效性。

汽车总线网络实验系统的开发与应用

为满足汽车电子电器控制技术实验教学的需要,设计开发了汽车总线网络实验系统。将CAN总线控制技术运用到实验教学中,完成汽车总线网络实验系统建模、发动机电控ECU软硬件框架与逻辑设计,开发人机交互系统,实现理论教学与虚拟仿真实验教学的良好结合。利用该系统,可以开展各类实践性、探索性及创新性实验,有效地提高了学生的实践能力和分析解决复杂工程问题的能力。